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机器人科技论文通用篇一
自动化是指机器设备、系统或过程(生产、管理过程)在没有人或较少人的直接参与下,按照人的要求,经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制,实现预期的目标的过程。下面我们来看一下关于机器人和自动化的论文吧。
一、前言。
机器人的不断研究创造是时代经济发展的必然,是为了满足人们更多需要而必然要进行的一项科学研究。目前,国外很多国家在机器人设计领域已有很多成功例子,其机器人具备的技术是当前我国技术无法比拟的。但是,时下我国很多高校开展机器人设计研究以及社会上的机器人比赛活动等,让越来越多的人对机器人设计有更多的认识,给机器人设计的不断创新创造了一个良好的环境。电气工程及其自动化技术能够给机器人设计提供一个良好的技术支持。本文主要分析机器人设计中的自动化技术应用情况,旨在让我国的机器人设计快速跟上国际先进技术,创造出具有世界领先水平的机器人。
机器人最早出现在中国的西周穆王时期,最初形式是一个有开关能够自动“跳舞”的木质人,后来在卡雷尔·恰佩克的科幻小说中创造了机器人这个名词,从此一些能够自动制定既定工作的机械设备统称为机器人[1]。现代的机器人能够在人类的指挥下做一些简单工作,如对话、投篮、快跑、协助人类进行危险行为等。目前技术比较先进的国家如英国、日本、美国等在机器人的研究上取得非常大的进步,很多领域如医学、建筑学及军事建设等方面均使用机器人当做人类力量的延伸。通过指挥或者在机器人内部设计自动装备,让机器人拥有人类思维,自动进行工作。当前机器人发展甚至趋向高度的人性化,机器人不再只是由机械设备组成,有些机器人甚至有人类的模样和思维方式,但是机器人真正能够拥有人类相同的思维还需要很长一段时间。
三、电气工程及其自动化概念。
电器工程及其自动化是一门学科,这门学科包括多个技术领域,涉及面非常广,从计算机、电机电子以及互联网技术、信息控制技术,甚至还包括多种电力和机电技术结合成为一个整体的技术,这些不同领域的技术一同构成电气工程及其自动化学科。由于是一个工程型又带有自动化功能形式的学科,其具有的特点就包含工程中的强力学以及网络信息中的软件学特点,形成一种强弱结合的形式。这个学科的课程包括电气知识和网络信息技术知识,具体有:网络信息技术、仪器检测和控制技术、电子和电路技术、计算机软硬件技术等强力学和软件学技术相互结合的课程形式。这个综合性学科主要教给学生的是各种工程和电气以及计算机方面的知识,毕业学员一般均掌握包括计算机软硬件技术、网络信息技术以及仪器实验分析技术等多方面的技术,在社会工作中能够适应多个领域的工作要求。
电气工程及其自动化学科的最主要课程为电气和计算机工程,因此在进行实验和具体实践时,这个两门课程是最主要的测验对象。通过设置不同等级的专业实验教学训练平台,让学生在掌握基础的技术能力的同时根据自身的条件去挑战更高的技术实验。使学生除了掌握基础的电机技术、电力电学技术以及计算机硬件技术之外还能够掌握如线路综合设计技术、高级计算机软件管理技术以及cpld技术等综合性相对比较强的技术,在实际工作中能够解决更多难题和满足更多需求。
电气工程及其自动化在社会中的使用领域主要有:水力电力领域、信息处理领域、电力线路设计领域、各种变压器设计领域以及与人们日常生活密切相关的各种监控设备(如交通摄像监控、小区摄像监控)、机器自动化设备(例如电梯、安全门)、网络通信设备(如电子邮件、网络条件软件)以及智能控制设备(如楼道声控开关灯)等方面,这些军事电气工程及其自动化学科在实际的运用,具有广泛性和多面性[2]。
四、电气工程及其自动化在机器人设计中的运用分析。
由于机器人是由多种机械部件拼接后再安装编排程序最后实现机器装备自动运行的,因此通过分析其主要构造能够了解电气工程及其自动化技术在其中的运用情况。首先,机器人是由电机和连接杆组成的,在装置电机时根据需要装置步行或跳跃等电机使其拥有步行和跳跃等能力,同时利用生活常见的铝板铝条进行构建的链接,将一个还不能行动的机器人做出来后再通过加入编排程序让其自动工作或人工指挥其工作。这其中就包含电气工程及其自动化学科中的电机电力技术、计算机指挥和控制技术以及电力线路链接设计等多种技术。
其次,机械人构件组装完毕后,还需要检测装置保证其运行功能质量。检测装置是在机械人雏形形成并开始指挥其工作后对其实际的信息进行记录,再将实际信息和机器人内部既定的信息相对比,若出现很大偏差则需要重新进行信息的设定,若偏差很小则表示机器人研究成功,可以投入使用。分析是现代先进的机器人技术发现,很多机器人能够代替人类将损坏或质量不好的对象进行,同时立即将信息进行反馈,大幅度提高机器人工作的精确度并减少人类的工作量。
再者,机器人在组装完成后需要通过驱动装置对内部构件进行驱动,驱动后机器人才能给自行工作。利用计算机系统中的驱动设备在机器人中按照指定信号装置,当信号一放出,机器人即能够自动工作。其主要依靠电气工程机器自动化学科中的计算机软件系统、信号监控系统来实现机械装置的自动位移。
最后,机器人虽然能够根据已编排的程序自动动作,但是大多时候仍是人类进行控制,因此监控系统就显得尤为重要。目前的监控系统主要为集中式的控制系统,也就是指需要一个中心监控装置就可以实现对机器人的全部控制,该中心装置一般是一台微机[3]。该步骤需要运用到电气工程机器自动化学科中的单片机技术,单片机本身即为一台微机,因此将其安插在机器人结构中,只需要插入电源就可以运行,从而自如的控制机器人工作。
从以上分析内容可知,在机器人设计中加入电气工程及其自动化专业技术能够使机器人设计更加顺利,其拥有的功能会相对比较多且符合现代的技术水平。但,同样的,机器人设计是一个比较复杂的研究工程,其中涉及到的技术类型多样,仅仅依靠电气工程机器自动化专业技术根本无法满足人类对高度人性化机器人的要求。因此,只有不断的研究多种技术,才能使机器人真正成为人类工作和生活的好助手。
参考文献。
机器人科技论文通用篇二
随着科技的前进,人们不再像以前一样过着艰苦的日子,现在,越来越多的`科技产品已经诞生了,那就是――机器人。想象一下,在未来有机器人当我们的朋友那决不是梦想!
机器人的大脑其实就是一台微型电脑,使它具有辨别、分析和规划的功能;机器人的听觉只是通过语音处理及辨识技术可以正确理解一些极简单的语句;机器人可以像人那样交替行走还可以像汽车、坦克那样用车轮或履带“行走”
要说机器人的本领,那可就大着呢!
听说过机器人踢“世界杯”么?没有吧!让我介绍给你听听:今年的科技展中,机器人们就开展了“世界杯”,这些机器人的外形是圆的,前面是个挡板,用来接球,这些机器人不是由人控制的,而是由他们的“大脑”自己来控制的,如果你看了这场激烈的球赛,你会发觉一点也不比世界杯逊色!
你还见过机器人“消防队”么?在科技馆里,就表演了“消防官兵们”救人灭火的事情!一间小房子着火了,这时一群“消防机器人们”立即赶到现场,从消防车上下来,然后一个机器人冲进房子里,其他的机器人便开始灭火,不一会,那个机器人抱着一个洋娃娃出来了,火扑灭后,他又分析着火原因,或许你对他的分析有疑问,但据专家说,正确率达到90%。
除了我介绍的方面外,机器人在军事、农业方面、生活方面等等都会起到重要性,自打机器人诞生的那一天,机器人和我们就是好朋友。
机器人科技论文通用篇三
现在的科技虽然很发达,但是人们总还是有些不方便的地方,比如大家想买一套舒适又漂亮的衣服总是要跑很多商店去挑选,但未来的机器人却可以帮我解开难题。
春天,春暖花开,天气变得暖和了,机器人会来到我的身旁,细心地根据我的身材、身高、肤色来为我做出春装,让我享受春天的美丽。
夏天,太阳火辣辣的,热得人们都躲在家里吹电扇、吹空调,机器人又会打量着我,给我量身定做出凉爽的夏装,让我不会因天气炎热而烦恼。
秋天,困实累累,落叶飘飘,金色的田野像海洋,这是个秋高气爽的好季节,机器人给我精心设计出秋装,让我过个开心的秋天。
冬天,空中飘着鹅毛大雪,整个世界像披上了一层洁白的大棉衣,银装素裹一片白皑皑的美极了!机器人又来给我做衣服了,不一会儿我眼前一亮,一件暖和的棉衣就出现在我面前,它微笑着说:“小朋友,你来试一试,看看合不合身?”
怎么样,这就是我未来想发明的机器人,以后我一定要好好学习,争取发明出这种机器人,给大家带来方便。
机器人科技论文通用篇四
人工智能(artificialintelligence),英文缩写为ai,是研究使计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为(如学习、推理、思考、规划等)的学科,主要包括计算机实现智能的原理、制造类似于人脑智能的计算机。二十世纪七十年代以来被称为世界三大尖端技术之一(空间技术、能源技术、人工智能)。也被认为是二十一世纪(基因工程、纳米科学、人工智能)三大尖端技术之一。
(1)人工智能的思想萌芽可以追溯到十七世纪的巴斯卡和莱布尼茨,他们较早萌生了有智能的机器的想法。十九世纪,英国数学家布尔和德摩尔根提出了“思维定律”,这些可谓是人工智能的开端。十九世纪二十年代,英国科学家巴贝奇设计了第一架“计算机器”,它被认为是计算机硬件,也是人工智能硬件的前身。1936年,24岁的英国数学家图灵提出了“自动机”理论,把研究会思维的机器和计算机的工作大大向前推进了一步,在定义智慧时,图灵做出了解释,如果一台机器能够通过称之为图灵实验的测试,那它就是智慧的,图灵实验的本质就是让人在不看外型的情况下不能区别是机器的行为还是人的行为。(2)上世纪三四十年代,维纳、弗雷治、罗素的数理逻辑,和丘奇、图灵的数字功用以及计算机处理发展促使了1956年夏dartmouth会议上人工智能学科(由“人工智能之父”麦卡锡提出,麦卡锡曾是stanford人工智能实验室主任)的诞生20世纪60年代以来,采用生物模仿来建立功能强大的算法,包括进化计算等,人工生命以进化计算为基础,研究自组织、自复制、自修复以及形成这些特征的进化和环境适应。70年代以来,conrad等研究人工仿生系统中的自适应、进化和群体动力学,提出不断完善的“人工世界”模型。80年代,人工神经网络再度兴起促进人工生命的发展。(3)1992年贝兹德克提出计算智能。专家系统在90年代兴起,模拟人类专家解决领域问题。
强人工智能的观点认为有可能制造出真正能推理和解决问题的智能机器,并且,这样的机器能将被认为是有知觉的,有自我意识的。弱人工智能的观点认为不可能制造出能真正地推理和解决问题的智能机器,这些机器只不过看起来像是智能的,但是并不真正拥有智能,也不会有自主意识。现在主流科研集中在弱人工智能上,强人工智能的研究则处于停滞不前的状态下。
目前人工智能主要研究内容是:知识表示、自动推理和搜索方法、机器学习和知识获取、知识处理系统、自然语言理解、计算机视觉、智能机器人、自动程序设计等方面,分布式人工智能与多智能主体系统、人工思维模型、知识系统、知识发现与数据挖掘、遗传与演化计算、人工生命应用等等。未来人工智能可能会向以下几个方面发展:模糊处理、并行化、神经网络和机器情感。
ibm公司“deepblue”电脑击败了人类的世界国际象棋冠军,美国sandia实验室建立了国际上最庞大的“虚拟现实”实验室,拟通过数据头盔和数据手套实现更友好的人机交互。国际各大计算机公司相继开始将人工智能作为其研究内容,几乎包括所有it企业,以及很多金融巨头,纷纷建立自己的人工智能产业部,利用“智能”来解决问题。无人驾驶车的诞生,打破了汽车靠人驾驶的时代。
mit开发出了shrdlu,student系统可以解决代数问题,而sir系统则开始理解简单的英文句子了,sir的出现导致了新学科的出现:自然语言处理。在70年代出现的.专家系统成了一个巨大的进步,它头一次让人知道计算机可以代替人类专家进行工作。在理论方面,计算机开始有了简单的思维和视觉,而不能不提的是人工智能语言prolog语言诞生了,它和lisp一起几乎成了人工智能工作者不可缺少的工具。
(1)人工智能对自然科学的影响。在需要使用数学计算机工具解决问题的学科,ai带来的帮助不言而喻。更重要的是,ai反过来有助于人类最终认识自身智能的形成。(2)人工智能对经济的影响。专家系统更深入各行各业,带来巨大的宏观效益。ai也促进了计算机工业网络工业的发展。但同时,也带来了劳务就业问题。由于ai在科技和工程中的应用,能够代替人类进行各种技术工作和脑力劳动,会造成社会结构的剧烈变化。(3)人工智能对社会的影响。ai也为人类文化生活提供了新的模式。现有的游戏将逐步发展为更高智能的交互式文化娱乐手段,今天,游戏中的人工智能应用已经深入到各大游戏制造商的开发中。
伴随着人工智能和智能机器人的发展,不得不讨论是人工智能本身就是超前研究,需要用未来的眼光开展现代的科研,因此很可能触及伦理底线。作为科学研究可能涉及到的敏感问题,需要针对可能产生的冲突及早预防,而不是等到问题矛盾到了不可解决的时候才去想办法化解。
智能机器人具有类似于人的智能,它装备了高灵敏度的传感器,因而具有超过一般人的视觉、听觉、嗅觉、触觉的能力,能对感知的信息进行分析,控制自己的行为,处理环境发生的变化,完成交给的各种复杂、困难的任务。而且有自我学习、归纳、总结、提高已掌握知识的能力。目前研制的智能机器人大都只具有部分的智能,和真正的意义上的智能机器人,还差得很远。
当然,虽然人工智能一直都处于计算机技术的最前沿,但人工智能的发展也并不是一帆风顺的,并不象我们期待的那样迅速,也曾因计算机计算能力的限制无法模仿人脑的思考以及与实际需求的差距过远而走入低谷。人工智能的问题的在于,一方面哲学、认知科学、思维科学和心理学等学科所研究的智能层次高而抽象;另一方面ai逻辑符号、神经网络和行为主义所研究的智能层次太基本。由于对中间机制知之甚少,这种背景下提出的各种ai理论,就只能是或者完全不同于人类思维,与人类的思维模式相距太远,同时在人类思维方式的理解上也有待突破,不然很难形成更新的ai框架和理论体系。尽管如此,多学科的联合协作研究也带来了足够引人注目的增长。因为人工智能的基本理论还不完整,我们还不能从本质上解释我们的大脑为什么能够思考,这种思考来自于什么,这种思考为什么得以产生等一系列问题。但经过这几十年的发展,我们相信它会给世界带来难以预料的变化。
[1][美]l[美]peternorvig人工智能:一种现代的方法(第3版).
[3]游戏人工智能编程案例精粹[美]matbuckland.
[4]机器人学导论[美]克来格(craig,j.j).
[5]计算智能导论(第2版)(南非)英吉布雷切特.
机器人科技论文通用篇五
你们知道我的未来机器人是什么样的吗?那就来听一听吧!
早晨起来,我还很困,可是又想去洗手间,这时机器人就过来了,把我放到马桶上,上完以后还帮助擦,然后机器人就给我刷牙、洗脸、梳辫子;然后就给我穿上漂亮的裙子。接下来就把你放到餐桌上吃早餐,吃完以后就给你纸巾。
我想去沙滩,机器人就变成一辆汽车,转眼的功夫就到了。可是,到了以后,一看,我没有带游泳圈。这时,机器人就从口袋里拿出了一个游泳圈。渴了还有饮料果汁喝,我饿了机器人,我要吃汉堡。机器人说:“小主人,不好意思,前几天汉堡都被你吃光了”。我哭着说:“不嘛,我就想吃嘛,我就要汉堡。”看着我伤心的样子,转眼的功夫就到了德克士,让我吃的饱饱的。
当我玩累的时候,机器人就会抱我到小公主床上睡觉,给我讲故事,让我进入美梦!
这就是我未来的机器人!
你的未来是什么样的呢?让我们来分享吧!
机器人科技论文通用篇六
摘要随着社会经济发展,机器人开始被广泛应用于各行各业中,替工人进行一些复杂、繁重的体力劳动。目前,机器人是一种制造业与自动化设备中的典型代表,这将会是人造机器的“终极”版。它的应用已经涉及信息化、自动化、智能化、传感器与知识化等多个学科和领域,这是目前,是我国乃至世界高新技术成果的最佳集成,因此,它的发展是与许多学科的发展有着密切的联系。以现在的发展趋势来看,工业机器人的应用范围越来越广泛,同时在技术操作中,他也变得越来越标准化、规范化,提高工业机器人的安全性。另一方面,工业机器人发展越来越微型化、智能化,在人类生活中应用越来越广泛。
关键词工业机器人智能化应用领域安全性。
随着社会复杂的需求,工业机器人在应用领域中越来越广泛。一方面,工业机器人被广泛应用于工业生产中,代替工人危险、复杂、单调的长时间的作业,例如在机械加工、压力铸造、塑料制品成形及金属制品业等各种工序上,同时还应用于原子能工业等高危险的部门,这已经在发达国家中应用比较广泛。另一方面,工业机器人在其他的领域应用也比较多,随着科学技术的飞速发展,提高了工业机器人的使用性能和安全性能,其应用的范围越来越广泛,应用的范围已经突破了工业,尤其在医疗业中应用比较好。
第一代机器人,一般指工业上大量使用的可编程机器人及遥控操作机。可编程机器人可根据操作人员所编程序完成一些简单重复性作业。遥控操作机制每一步动作都要靠操作人员发出。1982年,美国通用汽车公司在装配线上为机器人装备了视觉系统,从而宣告了第二代机器人―感知机器人的问世。这代机器人,带有外部传感器,可进行离线编程。能在传感系统支持下,具有不同程度感知环境并自行修正程序的功能。第三代机器人为自治机器人,正在各国研制和发展。它不但具有感知功能,还具有一定决策和规划能力。能根据人的命令或按照所处环境自行做出决策规划动作即按任务编程。
我国机器人研究工作起步较晚,从“七五”开始国家投入资金,对工业机器及其零部件进行攻关,完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发和研制。1986年国家高技术研究发展计划开始实施,智能机器人主题跟踪世界机器人技术的前沿,经过几年的研究,取得了一大批科研成果,成功地研制出了一批特种机器人。
我国工业机器人起步于70年代初期,经过30多年的发展,大致经历了3个阶段:70年代的萌芽期,80年代的开发期和90年代的适用化期。
上世纪70年代是世界科技发展的一个里程碑:人类登上了月球,实现了金星、火星的软着陆。我国也发射了人造卫星。世界上工业机器人应用掀起一个高潮,尤其在日本发展更为迅猛,它补充了日益短缺的劳动力。在这种背景下,我国于1972年开始研制自己的工业机器人。
进入80年代后,在高技术浪潮的冲击下,随着改革开放的不断深入,我国机器人技术的开发与研究得到了政府的重视与支持。“七五”期间,国家投入资金,对工业机器人及其零部件进行攻关,完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发,研制出了喷涂、点焊、弧焊和搬运机器人。1986年国家高技术研究发展计划(863计划)开始实施,智能机器人主题跟踪世界机器人技术的前沿,经过几年的研究,取得了一大批科研成果,成功地研制出了一批特种机器人。
从90年代初期起,中国的国民经济进入实现两个根本转变时期,掀起了新一轮的经济体制改革和技术进步热潮,我国的工业机器人又在实践中迈进一大步,先后研制出了点焊、弧焊、装配、喷漆、切割、搬运、包装码垛等各种用途的工业机器人,并实施了一批机器人应用工程,形成了一批机器人产业化基地,为我国机器人产业的腾飞奠定了基础。
我国工业机器人经过“七五”攻关计划、“九五”攻关计划和863计划的支持已经取得了较大进展,工业机器人市场也已经成熟,应用上已经遍及各行各业。
我国未来工业机器人技术发展的重点有:第一,危险、恶劣环境作业机器人:主要有防暴、高压带电清扫、星球检测、油汽管道等机器人;第二,医用机器人:主要有脑外科手术辅助机器人,遥控操作辅助正骨等;第三,仿生机器人:主要有移动机器人,网络遥控操作机器人等。其发展趋势是智能化、低成本、高可靠性和易于集成。
机器人是先进制造技术和自动化装备的典型代表,是人造机器的“终极”形式。它涉及到机械、电子、自动控制、计算机、人工智能、传感器、通讯与网络等多个学科和领域,是多种高新技术发展成果的综合集成,因此它的发展与众多学科发展密切相关。当今工业机器人的发展趋势主要有:一是工业机器人性能不断提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修),而单机价格不断下降。二是机械结构向模块化可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化;有关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人。三是工业机器人控制系统向基于pc机的开放型控制器方向发展,便于标准化,网络化;器件集成度提高,控制柜日渐小巧,采用模块化结构,大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。四是机器人中的传感器作用日益重要,除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外,视觉、力觉、声觉、触觉等多传感器的融合技术在产品化系统中已有成熟应用。五是机器人化机械开始兴起。从94年美国开发出“虚拟轴机床”以来这种新型装置已成为国际研究的热点之一,纷纷探索开拓其实际应用的领域。
总体趋势是,从狭义的机器人概念向广义的机器人技术概念转移,从工业机器人产业向解决方案业务的机器人技术产业发展。机器人技术的内涵已变为灵活应用机器人技术的、具有实际动作功能的智能化系统。机器人结构越来越灵巧,控制系统愈来愈小,其智能也越来越高,并正朝着一体化方向发展。
我国工业底子薄,工业机器人发展一直处于一个初步发展阶段,虽然我国从上个世纪70年代开始研发工业机器人,但是技术力量不足与西方国家的技术封锁,对此,在发展过程中,存在着比较多的问题。细分起来,有如下几点:
首先,我国基础零部件制造能力差。虽然我国在相关零部件方面有了一定的基础,但是无论从质量、产品系列全面,还是批量化供给方面都与国外存在较大的差距。特别是在高性能交流伺服电机和精密减速器方面的差距尤其明显,因此造成关键零部件的进口,影响了我国机器人的价格竞争力。
第二,我国的机器人还没有形成自己的品牌。虽然已经拥有一批企业从事机器人的开发,但是都没有形成较大的规模,缺乏市场的品牌认知度,在机器人市场方面一直面临国外机器人品牌的打压。国外机器人作为成熟的产业采用整机降价,吸引国内企业购买,而在后续的维护备件费用很高的策略,逐步占领中国市场。
参考文献:
[1]任俊.面向熔射快速制模的机器人辅助曲面自动抛光系统的研究.华中科技大学,2006年.
[2]钟新华,蔡自兴,邹小兵.移动机器人运动控制系统设计及控制算法研究.华中科技大学学报(自然科学版),2004年s1期.
[3]张中英.基于遗传算法的机器人神经网络控制系统.太原理工大学,2005年.
[4]李磊,叶涛,谭民,陈细军.移动机器人技术研究现状与未来.机器人,2002年05期.
[5]杜玉红,李修仁.生产线组装单元气动搬运机械手的设计.液压与气动,2006年05期.
[6]徐晓峰.基于串行通信技术的机器人实时控制研究.南京林业大学,2005年.
机器人科技论文通用篇七
今天我家里来了一个奇特的机器人,它小小的身材却有着大海般的容量。妈妈告诉我,它还有一个好听的名字——小爱同学。
“小爱同学?”我自言自语地念叨着。
“在的!”
咦?哪里来的声音,吓了我一大跳。后来才知道那是‘小爱同学’的答应声。
我又赶紧问它:“小爱同学,你可以给我讲一个《灰姑娘》的故事吗?”
“当然可以的。”
小爱同学那有声有色的声音真好听!很快,我便听得入迷了,甚至忘了一切。
等它播完故事,我接着又问它:“小爱同学,你能唱一首名叫《小星星》的歌曲吗?”我话音刚落,机器人又唱起了悦耳动听的歌声,那歌声使我情不自禁地跳起了优美的舞蹈。
后来,我想刁难一下它:“小爱同学,你今年几岁?”没想到它还为难起我来了,它说:“我的岁数是最大的一位数和最小的两位数之和,你猜猜?”“是19吗?”“答对了,你真棒!”
看,可爱吧?这就是我家奇特的机器人,想不想拥有它啊!
机器人科技论文通用篇八
上个星期的开放日的第一节课,我们上了一节有趣的机器人体验课,老师把我们班分成了几组,我被分在黄组,我们的组长是龙嘉豪,我们的机器人是国际比赛专用的推球机器人,其实它根本不像一个机器人,而像一辆挖土机。下面我来介绍一下这个机器人。
这个机器人最少可以装2个马达,最多可以装8个马达,马达连接电板。电板是一个类似于一个笔记本大的方形盒子,它是整个机器人的核心,机器人最重要的就是它,没了它可是什么也干不了的。接着介绍机器人的控球板,它也是机器人最重要的东西之一。控球板包括三个东西,一个是触碰开关,一个是捡球吊机,一个是控球臂。触碰开关的作用是将球推到指定地点。捡球吊机的作用是当很多球混在一起,只捡起它要的那个球。控球臂的作用是控制球的方向。
通过这节课我认识到现代科学技术正在突飞猛进,在以后的世界里,随着科学技术的发展,必定有更多有趣、实惠、方便、简单的发明陆续出现的,让我们期待着吧!
机器人科技论文通用篇九
你们想明白未来的机器人是什么样吗让我告诉你吧!
未来的机器人是不用充电的,它只要吸收太阳能、月亮能就能充电。如果是阴天,它就会吃垃圾,变废为宝。
未来的机器人万能的,它什么东西都能够变。如果你要开远程车,你就能够它变成一辆太阳能汽车,你就不用控制方向,因为它是全自动的,你只要坐上去输入指令,它就会把你安全地送到你想去的地方。
它还能够变成房子。如果你想外出旅游,你不用住酒店了。只要说一声:“变成房子!”它就立刻变成了房子。房子里有各种各样的日常用品,有毛巾、有牙刷、有杯子等等。房子的门很异常,它安装了防盗功能。如果有坏人想进入你的房子,它就会把坏人捉住,然后报警,把坏人交给警察处理。
怎样样未来的机器人是不是很神奇呀当然,这是一个完美的愿望,要实现这个愿望,还要靠我们大家的努力学习才能实现哦!让我们一齐加油吧!
机器人科技论文通用篇十
电气工程及其自动化专业是电气信息领域的一门新兴学科,广泛应用于工业、农业、国防等领域,在国民经济中发挥着越来越重要的作用。为大家分享了电气自动化论文,欢迎借鉴!
摘要:我国社会经济发展进入快车道,现代科学技术也进入了一个崭新的时代,作为高科技的产物,电气自动化如何在新形势下应对挑战,抓住机遇,提高工作效率和工作质量,使其能直接转变成生产力,为社会发展做出应有的贡献,是每一个电气人都必须面对的问题。电气自动化在今后的电气工程中的融合运用越来越多。本文就是研究分析电气及其自动化在电气工程的有效应用,为电气工程系统更加稳定、安全运行提供科学有效的建议.
关键词:电气自动化;电气工程;运用;创新。
1电气自动化在电气工程的应用前景。
科学的发展,技术的革新,推动了电气及其自动化的发展和应用,给我们的生活、生产提供了极大便利。像我们现在出门乘坐的轻轨、地铁等交通工具已大都是电气控制,住房建筑中的电力、排水、消防也都是智能控制,农业生产中的大棚技术和无土栽培等也都通过电气自动化来实现实时监控,而工业生产的各个领域也大多是电气自动化。可以说,电气自动化已无处不在,成了我们生活生产不可或缺的一部分。由于电力系统的自动化是通过调控完成的,其完成离不开信息化的支持,所以只有充分发挥计算机的辅助功能才能使电气自动化更好的发展。无论是生产还是生活,只有通过高效的数据收集处理才能保证其稳定运行。另外,电气自动化结构的多元化使其运行中会存在很多安全隐患,要想降低风险,就必须采取相应的安全措施,引入科学科学的安全方案,从而降低电气自动化运行中非安全领域的成本投入。
2电气自动化在电气工程中的模式类型及比较。
2.1电气自动化在电气工程中的模式。
根据监控的地带和范围,其模式可分为远程控制、现场总线监控和集中监控三种。远程监控利用电脑终端远距离完成整个电气工程中所有设备的控制;现场总线监控采用通讯网络的方式相互连接、根据电气工程中实际间隔的情况、对系统中所有设备进行现场监控;集中监控是将系统的所有功能集合在一个处理器中利用控制软件来监控整个电力工程的设备。
2.2电气自动化在电气工程中的模式类型比较。
相同点:由于融合了网络通讯技术,是电气自动化在电气工程中发展运用,所以无论是远程控制、现场总线监控,还是集中监控。都实现了减少费用支出,节约工程成本,提高电气工程工作效率的技术革新目标。不同点可以从控制地带和安全性能方面进行比较。从控制地带来看,由于通讯技术和设备的制约,远程监控只适用于通讯信号好的小规模电气电厂。现场监控技术吸收了远程监控技术的长处,但是电气自动化的设备是就地安装,可以实现现场实地监控,又由于所有设备是按照通讯网络的方式根据电气工程中的实际间隔进行设计,所有使现场监控既相对独立,又方便灵活。也正是因为这种设计,现场总线监控在一个设备出现故障时,可以单独处理而不必全线关停,很好的保证了电气工程的稳定安全。所以在电气工程中,现场总线监控是最受欢迎的一项监控技术。当然,由于集中监控技术设计简易、维护方便、防护要求不高,且解决了因连接线连接密度相对较弱、质地相对较硬引发的连接失灵问题,保证了电气设备长时间运行,所以集中监控技术也会得到广泛的应用。
3电气自动化在电气工程中的应用与创新。
3.1电气自动化在电气工程中的应用。
电气自动化中融合了网络信息技术,不仅降低了工程成本,增加了经济效益,而且方便于对流量采集、压力、温度对数据进行有效收集和处理,在减少电气工程中检测误差,避免数据错误,遏制敷衍、造假等工程失责情况的发生起到了很好的遏制作用。其应用主要表现在:
3.1.1电网调度的自动化。
电网调度的自动化是电气自动化的在电气工程中能够有效应用的关键,它不仅有技术层面的要求,能够利用电脑网络调度服务软件,通过电脑终端和局域网之间的高效对接,合理评价收集到的流量、压力、温度等数据信息,从而实现调度和控制之间自动化的完美融合,而且有管理层面的要求,需要专业人员能够从认识态度上真正做到配合,才能更好的做到电气自动化在电气工程中的应用。
3.1.2电力系统的自动化。
电气自动化技术可有效提高电源系统的监控管理水平。特别是现场实时监控系统的应用,可以随时查阅模拟设备的.运行状态、电力台帐总表、电度量的实时值、峰峰电度量、上次检修时间、事故发生的时间及故障点、计划检修时间等。智能化报警和控制的在实时监控软件中的应用,实现分类报警的需求,并可以对电力系统的运行故障进行实时反馈和及时处理,提高了电力系统的运行可靠性。同时系统中应用仿真技术,在实时监控软件将变电所的10kv系统和低压系统进行界面切换,为监控中心提供精确的电气设备运行状态、电气故障的报警和初步的诊断、对整个电源监控系统进行动态的监控、优化、设计和调试。
3.1.3变电所的自动化。
主要应用的自动化设备是全微机化设备,该设备使得计算机的屏幕化得到有效的监护,并能进行实时精确的记录和运行管理。集成化管理对不同变电所实现了集中化的管理,能够使得减少人工的操作,避免人工操作中出现的问题和误差,保障每个设备的运行质量,让电力安全管理和维护的效率得到了更好的提高。
3.2电气自动化在电气工程中应用中的创新。
首先电气自动化要想在电气工程中更好的发挥作用,就应该实现电气全通信控制,要实现电气全通信控制,就要解决热工工艺的连锁问题,进而提升和完善控制系统的监控功能。其次要搭建稳定合理的电气自动化网络结构,有效完成对电气设备参数的监控。再次是与时俱进,不断吸收融合计算机和网络信息技术的新成果,使现场总线监控得以更好的发挥作用,最大化的保证电气自动化在电气工程中的正常运行。
参考文献。
[1]邹恒.电气自动化在电气工程中的融合运用[j/ol].科技展望,(24):121.
[2]马立金.浅析电气自动化在电气工程中的应用[j].电子制作,2017(10).
[3]王善彪,林宏英,佘庆军.电气自动化在电气工程中的应用研究[j].江西建材,2017(07).
[4]李超,王振贤.电气自动化在电气工程中的融合运用[j].科技创新与应用,2017(09).
[5]方玉龙.电气自动化在电气工程中的应用研究[j].现代工业经济和信息化,2017,7(03).
机器人科技论文通用篇十一
摘要:科学技术的不断发展,为工业电气自动化控制技术的发展和应用奠定了良好的基础。随着工业电气自动化控制技术的广泛应用,不仅从根本上节省了企业的劳动力资源,同时也促进了生产效率和质量的全面提升。本文主要是就工业电气自动化控制技术应用过程中存在的问题和应对措施进行了探讨和研究。
关键词:电气工程;自动化控制;问题措施。
引言。
随着社会各界对电气工程技术应用重视程度的不断提高,我国工业也进入了高速发展的阶段,而这对于促进我国综合国力以及国际竞争力的全面提升具有极为重要的意义。
1常见的工业电气工程自动化控制问题。
1.1节能方面的问题。
虽然我国社会经济的发展近些年取得了极为显著的成效,但是单位gdp能耗和单位工业增加值能耗与发达国家相比还存在很大的差距。能源问题已经成为影响社会经济发展的主要问题,同时为了确保可持续发展战略目标的顺利实现,而国家也加大了节能减排技术的宣传和推广力度。电气工程作为我国主要的能耗系统,该系统的节能降耗对于我国节能减排具有重要的作用。但许多企业在电气工程建设当中,往往只考虑了电气功能的实现,为了降低初期建设的投资,而过多的选用低成本的技术落后的高耗能设备,却忽略了长期运行的能源消耗。
1.2质量和管理环节方面的问题。
施工质量是整个电气系统的灵魂,施工质量的好坏直接关系着后期整个系统运行的稳定性。只有加大电气工程质量和管理的投入力度,才能确保电气工程的长期稳定发展。但是由于大多数施工企业过度的追求施工的经济效益,盲目的追求施工进度,却忽略了对施工细节的把握。在工程验收中往往只是进行竣工验收,或者阶段性验收,而在施工过程中的监管力度较小。而细节决定成败,电气施工更是如此,在施工过程中,细微的失误在验收时通常不容易发现,在初期运行时也不容易暴露,往往是在后期运行当中随着设备的运行逐渐显现的,例如一个小小的接线螺丝的松动引起的接触电阻增大,最终可能就会引起整个系统的瘫痪甚至引发一场火灾。
1.3系统集成度差。
随着工业化生产的规模化、大型化、高参数化,plc、dcs、各种智能仪表、传感器等被广泛应用于工业电气自动化系统。但因建设时间及建设厂家的不同,许多电气自动化系统因为接口不同,平台不同,程序不同等众多因素的影响,而过多的呈现出一种各自为政的状态,这为各系统间的协同工作,操作人员的管理与操作带来了众多的不便。
2解决电气工程自动化控制问题的措施。
2.1培养管理人员的节能意识优化节能设计。
节能是企业可持续发展的关键一环。作为决策者,对企业的发展起着关键性的作用,因此要建立全局的节能意识,积极学习emc、bot、ppp等运作模式,开展节能技术讨论,定期邀请相关的节能专家及节能企业开展节能诊断,制定节能设计方案。亦要利用先进技术做好余热、余压等回收利用,采用绿色照明技术、变频节能技术等先进技术降低能耗。有条件的企业可以建设能源管理中心等利用数字化网络化的管理平台方便数据管理。
2.2加强工程质量过程控制提高管理水平。
作为施工企业必须认识到质量管理的重要性,强化责任意识,从管理团队、施工队伍、材料检验等多个环节入手全面提高管理水平。首先负责电气自动化工程建设以及维护的团队必须要具备极高的专业技能以及专业素质,企业应该严格筛选电气自动化队伍的组成成员,并对其进行系统的培训,提高电气自动化队伍的专业能力。其次,在工程施工过程中,所使用的材料必须要进行严格的质量检验。同时要制定各工艺的施工规范,建立多阶段的检验制度,利用定时抽检、定检等检查手段保证施工质量。
2.3制定企业级数据共享机制,建立标准化的通信接口。
随着生产规模的扩大,各种自动化控制系统的不断增加,这些系统往往不可能被一家公司所建设。虽然现在许多供应商都提供了各种国际标准的接口模块,但因不同厂家的设备所采用的标准往往不尽一致,还是给各系统的集成工作带来了很多不便,因此制定企业内部的数据共享机制,例如以微软公司技术标准体系为基础建立的电气自动化信息平台,以tcp/ip作为通讯标准,在电气自动化操作平台上建立标准的程序接口,从而达到有效解决不同型号产品所导致的通讯不畅问题,促进电气自动化系统运行效率和质量的有效提升。
3电气自动化控制技术发展的趋势。
随着计算机技术、信息技术以及人工智能技术的高速发展,电气自动化控制技术也在朝着专业化、智能化、分布式、物联网的方向发展。这其中标准化的接口接口设计是实现自动化数据资源交互共享的基础,而它可大大降低系统集成的工作时间,提高系统的稳定性。人工智能技术的发展为电气自动化控制技术的发展提供了强大的智力支撑,智能化技术与传统自动化控制技术相比较而言,其不仅省去了电气自动化控制中的复杂的模型设计环节,这同时也降低了外部不可控因素对电气自动化控制系统所产生的影响,促进了电气自动化控制精度的有效提升。
4结束语。
总之,工业电气自动化控制技术是现代工业化发展的方向标,工业电气自动化控制技术发展水平的高低影响着一个国家科技水平和工业化程度的高低。在社会主义市场经济发展的新时期,工业电气自动化的发展已经步入了新的阶段,无灯工厂、云工厂越来越多。工业电气自动化对社会的贡献也越来越大。随着德国工业4.0、中国制造2025等概念的提出,相信在不远的将来,工业自动化必定会迎来一片发展的新天地。
参考文献:
[1]蒋莉莉.电气自动化控制设备的可靠性分析[j].科技展望,,v.26;no.36916:97.
机器人科技论文通用篇十二
机械技术在机械自动化当中占据着非常重要的位置,它是机械自动化技术的前提和基础,在实际的工作中,它主要是对冲机械设备的结构、材料以及机械的性能予以研究和调整,从而也就实现对其的改进,这样就让机械设备的性能在实际的工作中都的得到了非常显著的提升,从而也更好的满足了当今我国机械行业整体的发展趋势。
1.2计算机信息技术。
我国的经济和社会和以往相比都发生了非常大的变化,计算机技术在发展的过程中也广泛的应用在了社会生产中的众多领域中,在机械制造和运行的过程中我们也可以借助计算机信息技术对设备的运行情况进行监督和管理,这样也就使得机械设备得到了更加充分的应用。
1.3系统技术。
系统技术在应用的过程中展现出了非常强的应用型,它在使用的过程中是将能够应用上的各种先进技术充分的融合在一起,这样也就使得设备整体的功能性更强,机械自动化的应用范围也就得到了进一步的拓展。
机械自动化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合,它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。纵观国内外机械自动化的发展现状和高新技术的发展动向,机械自动化将朝着以下几个方向发展:
2.1绿色化。
在我国,工业获得了巨大的发展,这种转变给人们的生活带来了非常大的转变,其一是人们的物质生得到了更大的满足,生活的舒适性明显增强。其二人们在享受更加优越的生活条件时,我国的生态环境也遭到了十分严重的破坏,所以人们也逐渐对保护自然环境和自然资源开始关注和重视,在这样的时代背景下就出现了很多绿色产品,而在当今社会发展的过程中绿色化也成为了一个重要的目标,绿色产品在整个生命周期当中对环境没有非常明显的损害,同时对人们的身体健康也不会产生比较严重的威胁,资源能够在这一过程中得到更加充分的利用,资源的利用效率非常高,产品在报废以后还可以对有用的零件予以回收面这样也就使得工业发展中减少了对资源的浪费和环境的污染。
2.2智能化。
人工智能系统从本质上说是一个知识处理系统,它在应用的过程中主要包含了三个问题,一个是知识的表示。一个是知识的利用,一个是知识的获取,这一系统的应用所要达到的目的就是能够将问题像人一样的去解决问题,智能化通常就是指在有了控制理论的基础上,充分的融合多个学科的优势,使其具备更好的控制技术,当前,专家系统、模糊系统、神经系统和遗传算法在机械自动化当中占据了非常重要的位置,这四个技术之间是相互独立而又相互影响的,当前,我国的机械自动化水平在不断的提升,机械的智能化程度将会越来越高,这样一来也使得机械在运行的过程中拥有了人类的很多能力。尤其是当前我国的人工智能技术在不断的发展和完善,使得我国的机械自动化又向前迈进了一步。
2.3网络化。
网络技术在不断的发展和完善,这样的情况下给社会的各个方面都带来了非常大的转变,机械自动化技术同样也不例外。比如说通过网络对机械自动化设备进行远程实时的监控,其就是一个非常好的一个例子。网络技术的发展将世界真正变成了一个整体,企业间的竞争也呈现出全球化的趋势,机械自动化新场频一旦被研制出来,只要其功能齐全,安全可靠就会赢得广阔的市场。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机械自动化产品。现场总线和局域网技术是家用电器网络化已成大势,利用家庭网络(homenet)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统,使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此机械自动化产品无疑朝着网络化方向发展。机械自动化是现代社会生产力发展的必然产物,是现代社会科技信息技术融合的结晶。如今,机械自动化已经取缔传统工业技术成为现代机械业的主角,全面提升了社会经济效益。伴随着社会生产力的进一步发展,机械自动化技术的进步绝不是工业历史发展的偶然,它的出现是社会发展的必然。
3结束语。
在社会进步和经济发展的大背景下,机械自动化技术的应用范围也更加的广泛,这一方面使得机械设备的功能得到了十分明显的改进和完善,同时还在这一过程中可以很好的满足我国国民经济发展的需要,但是我国当前的机械自动化技术还是需要不断的发展和改进的,只有这样,我国的机械自动化技术才能获得更大的进步,从而为我国的发展起到更大的积极作用。
机器人科技论文通用篇十三
[摘要]随着机器人产业的发展,世界各国都认识到,培养机器人设计与操作人才的重要性。因此,纷纷出台政策加强对中小学生的机器人教育。科技馆作为重要的校外教育机构,也有必要在此领域发挥自己的作用。通过分析认为,科技馆的机器人教育应定位于中小学机器人校内教育的补充与提高,提出在建构主义教育理论的指导下,以项目学习的模式,开展机器人俱乐部、夏令营及机器人比赛等形式的中小学生机器人教育。
[关键词]科技馆中小学机器人教育建构主义项目学习。
自上世纪50年代以来,随着人工智能技术的迅速发展,机器人产业也发生了日新月异的变化。虽然其初衷是为工业、农业、国防等领域服务,但随着技术的进步及社会需求的发展,它已对普通公众的生活产生了潜移默化的影响,在医疗、教育、娱乐、交通等领域都能看到机器人“身影”,这也使人们愈来愈认识到,培养机器人设计与操作人才对机器人产业发展的重要性。因此,目前很多中小学校和校外机构都开设了机器人教育及培训课程,这对机器人人才储备而言具有重大意义。而作为校外教育不可或缺的一个环节,科技馆在中小学机器人教育体系中理应占据一席之地,发挥出自己的作用。那么,如何发挥呢?笔者认为,应在明确机器人教育的概念、厘清其发展现状的基础上,结合科学教育理论,确定合适的教育模式并加以实施。
1920年,当捷克斯洛伐克作家卡雷尔•恰佩克在他的科幻小说《罗萨姆的机器人万能公司》中创造出“机器人(robot)”这个词的时候,他肯定没料到在近一个世纪之后,其小说中让机器人代替人类劳动的情节已经变成了现实,并且它们还对公众生活产生了巨大的影响。
伴随着“机器人”这个词的诞生,社会各界一直对它的定义争论不已,但是一般说来,人们都可以接受这种说法,即机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义:“一种可编程和多功能的,用来搬运材料、零件、工具的操作机;或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。”
那么,什么是“机器人教育”呢?根据目前被广泛采用的彭绍东教授的定义,“机器人教育”就是学习、利用机器人,优化教育效果及师生劳动方式的理论与实践。
彭教授根据机器人在教学中扮演的角色,把机器人教育分为五大类:。
(5)机器人主持教学(robot――directedinstruction,简称rdi)。
国内外目前所开展的主要是前两个类型,即机器人学科教学(rsi)和机器人辅助教学(rai)。前者是指以机器人为对象进行学习,学习的内容是“机器人学科”;而后者指的是以机器人为工具进行学习,学习的内容是“自然科学的各个学科”。由于国内外情况的差异,我国中小学目前所开展的机器人教育以“机器人学科教学”为主,而国外则两种教育类型发展较为平均,并无特殊偏重。
二、国内外中小学机器人教育的现状。
在一些发达国家,机器人教育已经成为中小学教育的热点。在美国,一般通过机器人技术课程、机器人辅助教学课程、课外活动及机器人主题夏令营等定期活动来对中小学生进行机器人教育。比如,美国加利福尼亚州高中工程与技术联盟在为高中生开设的工程与技术选修课程中,提供了robotics课程,主要介绍机器人技术历史,基础,术语,微控制,传感器,程序控制等方面的知识;美国国家自然基金支持的项目“k―12教育中的机器人技术”,目的是帮助k―12教师以及其他教育者开发或改进以机器人作为一种工具,来教授stem的课程和开发机器人技术课程;印地安那州的purdue大学与lafayette学校合作,在5至8年级学生课外活动中开展的robotics项目;carnegiemellon大学提供的针对高中生的robocamp暑期机器人。
计划。
通过八星期的课程使学生懂得一些基本的与机器人有关的电子机械和计算机科学知识。
在日本,其机器人产业的发展已经超过了欧美各国,这与他们对机器人教育的高度重视密不可分。他们不光在各个大学设立了机器人研究专业,并且在中小学的教学大纲中也加进了机器人课程。每年定期举办针对不同层次学生的机器人设计和制作大赛,各个学校也会在假期举办机器人研习营,从而形成了一个多角度、全覆盖的机器人教育体系。
此外,英国、俄罗斯、巴西、新加坡等国也早已出台了多项措施推进本国的中小学机器人教育发展。
而我国的中小学机器人教育则起步较晚,且覆盖面较小。2000年,北京景山学校以科研课题的形式将机器人普及教育纳入到信息技术课程中,在国内率先开展了中小学机器人课程教学。2001年,上海市西南位育中学、卢湾高级中学等学校开始以“校本课程”的形式进行机器人活动进课堂的探索和尝试。2005年,哈尔滨市正式将机器人引入课堂教学,在哈尔滨师大附小、60中、省实验中学等41所学校开设了“人工智能与机器人”课程,用必修课形式对中小学生进行机器人科学方面的教育。
除了这些进行正规课堂教学的学校外,有些中小学则采用兴趣班、培训班的形式开展机器人教育。
庆幸的是,我国政府已经意识到中小学机器人教育的重要性,并在“课标”中有所体现。如教育部在2003年4月正式颁布的《普通高中技术课程(实验)标准》中,首次在“通用技术”科目中设立了“简易机器人制作”模块,它是基于计算机技术的学习的平台、将机械传动与单片机的应用有机组合的一个选修课程模块。现在,新的高中课程标准在“信息技术”科目中也已设立了“人工智能初步”选修模块,这是我国高中阶段开展人工智能教育迈出的第一步。
不过值得注意的是,在我国中小学机器人教育体系中,科技馆所占比例几可忽略。我们认为作为青少年科普的重要阵地,科技馆理应在中小学机器人教育中发挥更大的作用。
三、科技馆与中小学机器人教育。
1.科技馆在中小学机器人教育中的定位。
作为校外科普机构,科技馆不可能将完成“课标”为己任,而是应定位于中小学机器人校内教育的补充与提高。就中国的情况而言,我们认为,补充的内容应该是校内教育极少涉及的机器人辅助教学(rai),而提高的内容是校内教育已有一定基础的机器人学科教学(rsi)。
2.科技馆在中小学机器人教育中可采用的指导理论。
在杜威“做中学”、皮亚杰的“发生认识论”以及维果斯基“心理发展的文化历史学说”基础上发展起来的建构主义教育理论(本文的讨论范围不包括激进的建构主义〈radicalconstructionism〉),近年来已经在科学教育领域中产生了巨大影响。
建构主义认为,世界是客观存在的,但世界的意义却是由人建构的。它强调知识的动态发展性,并认为知识不是通过教师传授得到的,而是学习者在一定的情境(即社会文化背景下),借助其他人(包括教师和学习伙伴)的帮助,利用必要的学习资料,通过意义建构的方式而获得。由于学习是在一定的情境(即社会文化背景下),借助其他人的帮助(即通过人际间的协作活动)而实现的意义建构过程,因此建构主义学习理论认为“情境”、“协作”、“交流”和“意义建构”是学习环境中的四大要素。
在学习过程中,学习者处于中心地位,是信息加工的主体,要主动对意义进行建构;而教师则是意义建构的帮助者,而非知识的灌输者。故在此理念下,整个学习过程中,学生要充分发挥自己的主动性,使用探究的方式,以自己已有的知识和经验为基础,努力构建属于自己的新知识;他们需要主动搜集、分析相关信息、资料,并对要学习的问题提出假设并加以验证。而教师的任务则是激发学生的学习兴趣,创设符合学习内容的情境,提示新旧知识之间联系,引导学生之间的协作、对话,从而帮助学生完成新知识的构建。
建构主义教育理论与科技馆教育的教育特点非常契合。因为“科技馆教育的本质特点在于它模拟再现了科研和生产活动的实践过程,并且不是简单地模拟再现,而是以学习为目的、经过改造的模拟再现,创造了引导观众进入探索与发现科学过程的条件。科技馆提供的‘从实践中学习’的途径不仅成为它与其他教育、传播机构及传统博物馆的最大区别,而且是科技馆生存与发展的价值所在。”也就是说,科技馆的教育需要创设学习情境,引导观众自己进行意义建构,并且在此过程中,可能伴有观众与科技馆员工或观众之间的交流,这恰恰正是一个完整的建构主义者所提倡的教育过程。
3.科技馆在中小学机器人教育中可采用的模式。
1918年,著名教育学家克伯屈(williamheardkilpatrick)在他名为《项目(设计)教学法:在教育过程中有目的活动的应用》的文章中,首次提出了“项目学习(project-basedlearning)”的概念,用以说明有目的的设计行为对教育的重要性及其在教育过程中的应用。它让“学生自己。
计划。
运用已有的知识经验,通过自己的操作,在具体的情境中解决实际问题”。它是“一套能使教师指导儿童对真实世界进行深入研究的课程活动,它在真实世界中让学生借助多种资源开展探究活动,并在一定时间内解决一系列相互关联着的问题的一种新型的探究性的学习,具体表现为构想验证完善制造出某种东西,它可以是有形的由学生制作的物体,如书剧本或一项发明等。”20世纪二三十年代,项目教学法已经在美国一些学校的低年级中得到了运用,到20世纪八九十年代,则在广大中小学中得到了普遍推广。
我们认为,项目学习法正是在科技馆中进行机器人教育所可以采用的模式。不论是机器人学科教学(rsi),还是机器人辅助教学(rai),都可以项目学习的模式开展。而可采用的活动形式有机器人俱乐部、夏令营、机器人比赛等。
选定项目后,就需要组织学生对主题的探究活动。这一阶段一般都以学习小组或团队的形式进行。学生首先要对项目的主题进行调查、讨论,提出解决问题的假设;然后收集相关信息,对它们进行处理和分析,再验证或推翻之前的假设,最终得出问题的解决方案。在整个探究过程中,为有利于学生自我知识的建构,应对他们的一切探索和决定都持鼓励态度,而毋须规定出唯一正确的答案。
四、结论。
科技馆作为重要的校外教育机构,也有必要在此领域发挥自己的作用。本文通过分析认为,科技馆的机器人教育应定位于中小学机器人校内教育的补充与提高,补充的内容应该是校内教育极少涉及的机器人辅助教学(rai),而提高的内容是校内教育已有一定基础的机器人学科教学(rsi)。具体应在建构主义教育理论的指导下,以项目学习的模式,开展机器人俱乐部、夏令营及机器人比赛等形式的中小学生机器人教育。
参考文献:。
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